(57)【要約】      （修正有）【課題】発破孔への装填時等において帯電し難く、優れた爆発性能を維持するとともに夏期等の高温・高湿時においても過度の固化を生じない爆薬組成物を開発すること。【解決手段】ポーラスプリル硝酸アンモニウム、燃料油及び珪酸塩鉱物を混合して含有して成る爆薬組成物。珪酸塩鉱物がタルクであり、爆薬組成物中に０．０１〜２．００重量％含有し、ポーラスプリル硝酸アンモニウムは、嵩比重が０．５５〜０．９０であり、平均粒径が０．５〜３．０ｍｍである爆薬組成物。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポーラスプリル硝酸アンモニウム、燃料油及び珪酸塩鉱物を含有することを特徴とする爆薬組成物。
【請求項２】
珪酸塩鉱物がタルクである請求項１に記載の爆薬組成物。
【請求項３】
珪酸塩鉱物を爆薬組成物中に０．０１〜２．００重量％含有してなる請求項１乃至請求項２のいずれか一項に記載の爆薬組成物。
【請求項４】
ポーラスプリル硝酸アンモニウムの嵩比重が０．５５〜０．９０である請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の爆薬組成物。
【請求項５】
ポーラスプリル硝酸アンモニウムの平均粒径が０．５〜３．０ｍｍである請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の爆薬組成物。
【請求項６】
ポーラスプリル硝酸アンモニウムの吸油率が５〜２５重量％で且つ硬度が０〜２０％である請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の爆薬組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、爆薬組成物に関する。更に、詳しくは採石、採鉱等の産業用爆破作業に広く利用され、被破壊物の穿孔に直接装填し得る硝酸アンモニウム（硝安）系の爆薬組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
爆破作業等に用いられる産業用爆薬としては、ダイナマイト、含水爆薬、硝安爆薬、硝安油剤爆薬（ＡＮＦＯ爆薬）等が良く知られている。これらの爆薬のうち、ＡＮＦＯ爆薬は比較的簡単に製造できる爆薬であり、通常流動性のある粒状を呈しているので、穿孔内に直接流し込んだり、ローダー等の装填機によって装填することが出来るという特徴がある。
【０００３】
ＡＮＦＯ爆薬は、空気搬送方式の装填機によって高速度で発破孔へ装填されたり、流し込み装填されることが多いが、そのような時には、爆薬粒子同士の摩擦あるいは爆薬粒子とホース壁面、被破壊物の壁面等との摩擦によって多量の静電気が発生する。ひとたび発生した静電気は、ＡＮＦＯ爆薬自身、発破孔、ホース、装填作業者等に徐々に蓄積され、電気雷管への放電による爆発事故を引き起こす危険性がある。
【０００４】
又、ＡＮＦＯ爆薬の主成分としては、硝安が使用され、しかも爆薬組成物の９０重量％以上を占めることが多い。又、一般的に硝安としては多孔質粒状の硝安（ポーラスプリル硝安）が使用される。硝安は高温において水に対する溶解度が急激に増加する性質を有しているため、日中の高温時には空気中等の水分によって硝安の表面が一部溶解し、夜間の低温時には溶解した表面から結晶が析出し、これを繰り返すことによりＡＮＦＯ爆薬全体が固まる（固化）という問題が生ずる。
【０００５】
静電気対策としては、耐静電気雷管、導電性を有する装填ホースの使用等が行われている。また、種々の帯電防止剤（特許文献１及び特許文献２）をＡＮＦＯ爆薬に含有させる方法がとられることもある。しかし、前者は多量の静電気発生を前提とした対症療法的な対策であり、静電気防止の為の根本的な解決策とは言えない。又、後者は静電気対策としては有効ではあるが、固化防止の機能はなく、逆に固化を助長する可能性もある。更には、特定の硝安を使用し、優れた爆発性能を示すある種のＡＮＦＯ爆薬に対してはその性能を十分に発揮できない場合がある。
【０００６】
【特許文献１】特開昭５５−５１７９４号公報
【特許文献２】特開平１１−１４７７８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
各種のＡＮＦＯ爆薬において、本来の爆発性能を阻害することなく、帯電防止及び固化防止する方策の確立が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は前記課題を解決すべく鋭意研究の結果、ＡＮＦＯ爆薬の配合成分として、珪酸塩鉱物を加えることにより、ＡＮＦＯ爆薬の性能低下を招くことなく、優れた帯電防止効果及び固化防止効果が得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
即ち、本発明は
（１）ポーラスプリル硝酸アンモニウム、燃料油及び珪酸塩鉱物を含有することを特徴とする爆薬組成物、
（２）珪酸塩鉱物がタルクである（１）に記載の爆薬組成物、
（３）珪酸塩鉱物を爆薬組成物中に０．０１〜２．００重量％含有してなる（１）乃至（２）のいずれか一項に記載の爆薬組成物、
（４）ポーラスプリル硝酸アンモニウムの嵩比重が０．５５〜０．９０である（１）乃至（３）のいずれか一項に記載の爆薬組成物、
（５）ポーラスプリル硝酸アンモニウムの平均粒径が０．５〜３．０ｍｍである（１）乃至（４）のいずれか一項に記載の爆薬組成物、
（６）ポーラスプリル硝酸アンモニウムの吸油率が５〜２５重量％で且つ硬度が０〜２０％である（１）乃至（５）のいずれか一項に記載の爆薬組成物
に関する。
【発明の効果】
【００１０】
優れた非帯電性及び爆発性能を示し、高温・高湿時においても過度の固化を生じないという特質を有する爆薬組成物を得ることができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に使用される珪酸塩鉱物は、平均粒径が５００μｍ以下、好ましくは１〜１００μｍの粉末状のものが使用される。これら珪酸塩鉱物として具体例を挙げれば、カオリン、活性白土、タルク、マイカ等である。本発明においては上記のうちタルクが好ましいものとして挙げられる。
【００１２】
本発明の爆薬組成物に用いられる珪酸塩鉱物の量は、少なすぎると効果が十分でなく、多すぎると爆薬の性能低下を生ずる虞があるため、爆薬全体に対して０．０１〜２．００重量％、好ましくは０．１０〜１．００重量％である。
【００１３】
本発明の爆薬組成物に用いられるポーラスプリル硝安としては、嵩比重が０．５５〜０．９０であるものが好ましい。更に、本発明の爆薬組成物に用いられるポーラスプリル硝安としては、平均粒径が０．５〜３．０ｍｍであるものが好ましい。更に、本発明の爆薬組成物に用いられるポーラスプリル硝安としては、吸油率が５〜２５重量％で且つ硬度が０〜２０％であるものが好ましい。又、ポーラスプリル硝安は爆薬組成物全体に対して６５〜９６重量％、好ましくは７５〜９５重量％の範囲で使用される。
【００１４】
ポーラスプリル硝安の嵩比重はＪＩＳ  Ｋ−６７２１に規定の方法に準じて測定される。即ち、一定量の試料ポーラスプリル硝安を一定の高さから、支持棒に支持された下部にダンパーを有する漏斗を用いて、支持台上に設置した円筒形コップ内に落下させ、コップ上に盛り上がった試料ポーラスプリルの硝安を除去した後、コップ内の試料ポーラスプリル硝安を秤量することによって測定される。詳しくは、上端の直径９０ｍｍ、下端の直径１５ｍｍ、高さ１１５ｍｍの漏斗を、漏斗下端と支持台上の深さ８０ｍｍ、容積１００ｃｍ3のコップ上端との距離が４５ｍｍとなるように設置し、漏斗内に試料ポーラスプリル硝安１００ｇを入れ、ダンパーをスライドさせてコップ内に試料ポーラスプリル硝安を落下させる。振動を与えないように注意してコップの上に盛り上がった試料のポーラスプリル硝安をヘラでコップの上端と同じ高さで水平になるように払いのける。コップの外側に付着した試料ポーラスプリル硝安はこれを除去して、コップ内の試料ポーラスプリル硝安重量を上皿直示天秤で秤量する。以上の測定を終えた後、下記（１）式により嵩比重を算出する。
【００１５】
嵩比重＝試料重量（ｇ）／１００（ｃｍ3）     （１）
【００１６】
ポーラスプリル硝安の平均粒径は、一定量のポーラスプリル硝安を篩目の異なる各種篩を通し、篩目毎の重量分布から測定される。計算式は下記（２）式の通りである。
【００１７】
平均粒径（ｍｍ）＝Σ（Ｘ×Ｒ／１００）      （２）
但し、Ｘ＝篩網の平均目開き（ｍｍ）、Ｒ＝篩網上残留重量（％）。
【００１８】
ポーラスプリル硝安の吸油率は、一定量の試料ポーラスプリル硝安を、軽油に一定時間浸しておいた後、吸引ろ過し、試験前後の重量差より軽油の吸着量を見ることによって測定される。詳しくは試料ポーラスプリル硝安５０ｇを直径４０ｍｍ、深さ５０ｍｍのガラスフィルター（１１Ｇ−１）に入れ、上皿直示天秤で秤量し、これを真空装置にセットする。ついでガラスフィルター中に軽油４０ｍｌを注入し、細い棒でよく撹拌し、ポーラスプリル硝安と軽油の混合接触を図る。５分間放置後、ガラスフィルターに付属した外部のコックを開放し、２分間軽油を自然流下させる。引き続き真空ポンプにて５分間吸引（流速：約３０ｌ／ｍｉｎ）した後、軽油を吸着した試料のポーラスプリル硝安の入ったままのガラスフィルターを、上皿直示天秤で秤量する。ここで増量分が軽油の吸着分である。以上の測定を終えた後、元の試料ポーラスプリル硝安５０ｇに対する軽油吸着分（ｇ）の比率（％）を、吸油率（％）として表示する。計算式は下記（３）式の通りである。
【００１９】
吸油率（％）＝軽油吸着分（ｇ）／試料５０（ｇ）×１００    （３）
【００２０】
ポーラスプリル硝安の吸油率は、主として粒の内部に分布する細孔容積や有効径によって左右されるものであり、例えば細孔容積が大きければ、粒内部に軽油を保持し得る空間が大となるので、吸油率が大となる。
【００２１】
ポーラスプリル硝安の硬度は、一定量のポーラスプリル硝安を硬度測定装置により一定の条件で機械的に粉砕し、粉砕された量を計ることにより測定される。
測定に使用される装置は、試料注入用漏斗、圧縮空気流入孔（内径４ｍｍ、長さ５５ｍｍ）に接続した流送管（内径１６ｍｍ、長さ１７５ｍｍ）、それら接続部上部と漏斗を垂直に接続する試料注入管（内径１２ｍｍ、長さ５２ｍｍ）及び流送管と垂直に接続した試料粉砕管（内径５０ｍｍ、長さ３１５ｍｍ）から構成されている。
【００２２】
３５ｍｅｓｈ篩で粉末を除去したポーラスプリル硝安１００ｇを漏斗から試料注入管を通して流送管に落下注入し、流入孔から流入した圧縮空気（４ｋｇ／ｃｍ2）により、試料を流送管を通して粉砕管内壁に衝突させポーラスプリル硝安を粉化させる。流送後のポ−ラスプリル硝安を３５ｍｅｓｈで篩分けし、＋３５ｍｅｓｈ量（Ｎ）を秤量し、元のポーラスプリル硝安１００ｇに対する粉化量の比率（％）として表示する。計算式は下記（４）式の通りである。
【００２３】
硬度（％）＝１００（ｇ）−Ｎ（ｇ）        （４）  
【００２４】
本発明の爆薬に用いられる燃料油としては、混合時に液体である燃料油を用いるのが好ましい。使用し得る燃料としては軽油、灯油等の鉱物油、植物油、動物油等が挙げられる。
【００２５】
この他、用途によってメチルアルコール、エチルアルコール等のアルコール類、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等のワックス類、ジニトロトルエン、ジニトロキシレン等のニトロ化合物等を燃料油として単独又は混合して用いることができる。融点の高い燃料油は、それが液状になる温度以上で、ポーラスプリル硝安と混合する事によって用いることができる。
【００２６】
本発明の爆薬に用いられる燃料油の使用量は、通常爆薬全体の２．５〜２５重量％、好ましくは４〜１０重量％の範囲である。
【００２７】
本発明の爆薬組成物には、必要によってポーラスプリル硝安以外の酸化剤、例えば硝酸カリウムや過塩素酸塩、更には、木粉、アルミニウム粉のような粉末追加燃料あるいは、他の添加剤を加えることが可能である。
【００２８】
本発明の爆薬組成物は、ニーダーあるいは回転ミキサーのような混合機で、ポーラスプリル硝安、燃料油及び珪酸塩鉱物、さらに必要によりその他の添加剤を均一に混合することによって、製造される。また、撹拌、混合の機能を備えているならば、他の混合機も使用可能である。
【実施例】
【００２９】
以下実施例により本発明を更に詳細に説明する。実施例において部は重量部を意味する。
【００３０】
実施例１
嵩比重０．６８、平均粒径２．０ｍｍ、吸油率１２．０％、硬度３．０％のポーラスプリル硝安（ＥＸＰＡＮ２００：  Ｓａｓｏｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  Ｌｉｍｉｔｅｄ製）９４．０部を室温のシグマ翼を備えた横型ニーダーに移し、室温の２号軽油５．７部、タルク（ＤＳ−３４：富士タルク工業（株）製、平均粒径２０μｍ）０．３部を添加し、１分当たり８０回転の速度で５分間混合し、本発明の爆薬組成物１００部を得た。
【００３１】
実施例２
嵩比重０．６３、平均粒径２．０ｍｍ、吸油率１１．４％、硬度４．７％であるポーラスプリル硝安（ＥＸＰＡＮ１００：  Ｓａｓｏｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  Ｌｉｍｉｔｅｄ製）９５．０部を室温のコンクリートミキサーに移し、室温の２号軽油４．５部を添加し、１分当たり８０回転の速度で５分間混合した後、マイカ（ＭＣ−４０：日本タルク（株）製、平均粒径３５０μｍ）０．５部を添加し、１分当たり８０回転の速度で１分間混合し、本発明の爆薬組成物１００部を得た。
【００３２】
比較例１
実施例１と同じポーラスプリル硝安９４．０部を室温のシグマ翼を備えた横型ニーダーに移し、室温の２号軽油６．０部を添加し、１分当たり１００回転の速度で３分間混合し、比較用の爆薬組成物１００部を得た。
【００３３】
実施例及び比較例で得られた各爆薬組成物について、固化度、静電電位及び爆速の測定を行った。
【００３４】
固化度の測定に用いる試料は、内径５０ｍｍ、高さ３００ｍｍの塩ビ製の円筒形容器に各爆薬組成物を３００ｇ入れ、その上に２．７ｋｇの荷重を掛けたまま、４０℃の温度で８時間加温した後、２０℃で１６時間冷却するサイクルを２回繰り返すことによって得た。
【００３５】
固化度の測定は、長さ５００ｍｍの棹の端部に荷重を掛けても動かない台上に設置した支柱に棹が上下方向にのみ滑らかに動くようボルトナットで固定し、この固定端から１００ｍｍの位置に上述の試料を置き、固定端と反対側に徐々に荷重を掛けていき、試料の形が崩れる荷重を読み取ることによって測定した。従って、測定値が大きいほど強固に固化しているという評価になる。
【００３６】
静電電位の測定は、４５°に傾斜した長さ１８２０ｍｍのアルミニウム製のスパウト上にポリシートを敷き、スパウト上端に取り付けたホッパーから各爆薬５００ｇを１００ｇ／ｓｅｃで流し出し、スパウト上端から７００ｍｍの位置に設けられた直径６０ｍｍの穴を通して、スパウト裏面に対して垂直に１００ｍｍの距離にセンサーを固定した集電式電位測定器（ＫＳ−５２５型：春日電機（株）製）を用いて、ポリシートに発生する静電電位を読み取ることにより行った。以上は火薬学会規格（ＥＳ−８１）に準拠したものである。
【００３７】
又、爆速の測定は、火薬学会規格（ＥＳ−４１（１））に準拠して行った。
【００３８】
各爆薬の固化度、静電電位及び爆速の測定試験結果を表１に示す。
【００３９】
表１
固化度（ｋｇ）  静電電位（−ｋＶ）    爆速（ｍ／ｓｅｃ）
実施例１        ２．５                ８                  ３１５０
実施例２        ３．０              １０                  ３１５０
比較例１      １４．０            １００                  ３２００
【００４０】
表１から明らかなように、固化度については、比較例１が非常に強く固化しているのに比べ、実施例１〜２は固化しているとは言えない状態であり、静電電位についても比較例と比べて実施例１〜３における優れた非帯電性が明らかである。又、爆速に関しては、実施例１〜２において明らかなように、珪酸塩鉱物の添加による負の影響はほとんど無いことが判る。